Có bao nhiêu giá trị nguyên dương của c để tồn tại các số thực \(a,\,\,b>1\) thỏa mãn \({{\log }_{9}}a={{\log }_{12}}b={{\log }_{16}}\frac{5b-a}{c}\).
Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án
Lời giải:
Báo sai\({{\log }_{9}}a={{\log }_{12}}b={{\log }_{16}}\frac{5b-a}{c}=t>0\)
Khi đó \(\left\{ \begin{align} & a={{9}^{t}} \\ & b={{12}^{t}} \\ & \frac{5b-a}{c}={{16}^{t}} \\ \end{align} \right.(*)\Rightarrow \frac{a}{b}={{\left( \frac{3}{4} \right)}^{t}}=u\in \left( 0;1 \right)\)
Từ (*) suy ra \({{5.12}^{t}}-{{9}^{t}}=c{{.16}^{t}}\Leftrightarrow 5{{\left( \frac{3}{4} \right)}^{t}}-{{\left( \frac{3}{4} \right)}^{2t}}=c\)
Suy ra \(c=-{{u}^{2}}+5u=f\left( u \right)\)
Ta có \({f}'\left( u \right)=-2u+5>0\,\,\forall u\in \left( 0;1 \right)\)
Bảng biến thiên của \(f\left( u \right)\) trên \(\left( 0;1 \right)\) là
Để tồn tại \(a,\,\,b\) thỏa mãn yêu cầu bài toán thì phương trình (*) phải có nghiệm
\(\Leftrightarrow c=f\left( u \right)\) có nghiệm \(u\in \left( 0;1 \right)\)
\(\Leftrightarrow 0<c<4\)
Do \(c\in \mathbb{N}*\) nên \(c\in \left\{ 1;2;3 \right\}\)
Đề thi thử THPT QG năm 2021 môn Toán
Trường THPT Hoàng Hoa Thám lần 3